JPH04122487A - 廃棄物溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コークス充填層が形成されるベッド部の上側
に、廃棄物か投入される廃棄物処理部を備え、供給され
る酸素含有ガスによってコークスを燃焼させて前記廃棄
物を溶融する廃棄物溶融炉に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の廃棄物溶融炉を使用する廃棄物溶融シス
テムは例えば下水汚泥等の廃棄物を溶融スラグ化して処
理を行うために使用されるものである。一般に、このよ
うなシステムは、廃棄物溶融炉本体と、関連機器として
の乾燥機、成形機等を有して構成される。以下に、この
ような廃棄物溶融システムの働きについて廃棄物として
の汚泥を処理する場合を説明する。

汚泥は脱水後、乾燥機により乾燥され、水分を４０％程
度に調節されるとともに、その後成形機により成型され
る。この成形処理は、前述の廃棄物処理部に投入された
場合に、この部位における燃焼状態を良好に保つために
必要な処理である。さて、以上のような前処理を経た後
、従来のシステムにおいて、汚泥は廃棄物溶融炉の廃棄
物処理部に投入される。この廃棄物処理部はコークス充
填層の形成されているベッド部上部に設けられている。

ここで、コークス充３８層は５００°Ｃ程度の予熱空気
により燃焼されており、１，４００〜１，６００°Ｃの
高温に維持されている。そして、この高温のコークス充
填層で前記汚泥は燃焼→灰化→溶融されて、スラグ化す
ることとなる。このようにして得られた溶融スラグは、
コークス充填層下部に設けた出滓口より連続出滓され、
その後、水冷または空冷され、路盤材、骨材として利用
される。

〔発明か解決しようとする課題〕

さて、上記の従来技術には、廃棄物処理部における燃焼
を良好な状態で行わせるため、コークス充填層における
通気確保等を目的として、廃棄物溶融炉本体とは別体に
必ず乾燥機・成型機を必要とする。そして、このような
設備は、その設備費、運転費の上でコスト的に無視出来
ないという欠点があった。

そこで、本発明の目的は、廃棄物溶融炉とは別体に乾燥
機、成形機を必要としないで、炉内において廃棄物の乾
燥が適切しかも効率的におこなわれるとともに、成形が
不必要な廃棄物溶融炉を得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による廃棄物溶融炉の
特徴構成は、 廃棄物溶融炉の排気路にサイクロンを介装するとともに
、サイクロンで回収した重量固形物の排出口を廃棄物処
理部に開口する循環羽口に第一吹き込み路を介して接続
し、 廃棄物処理部、排気路、サイクロン、排出口、第一吹き
込み路、循環羽口に渡る経路を循環路として形成すると
ともに、循環路に対して、この循環路内のガスを強制循
環させる強制循環手段を備え、廃棄物処理部をライザー
とし、この廃棄物処理部に形成される廃棄物層を循環流
動層とすることにあり、その作用・効果は次の通りであ
る。

〔作　用〕

つまり本願においては、廃棄物処理部に廃棄物の流動層
が形成されるのであるが、この流動層が、廃棄物処理部
、排気路、サイクロン、排出口、第一吹き込み路、循環
羽口に渡る経路を循環路とし、さらに廃棄物処理部をラ
イザーとした循環流動層として形成されるのである。こ
の循環流動層内において、廃棄物は乾燥処理をうけると
ともに、粉化、チャー化される。さらに、チャー状粉末
を高温のコークス充填層へ直接吹き込むことにより自燃
溶融、スラグ化され、後の用に供されることとなるので
ある。

〔発明の効果〕

したがって、本願においては、廃棄物処理部における廃
棄物層を循環流動層とすることにより以下のような効果
を得ることが可能となる。

即ち、従来廃棄物溶融炉本体とは別体として設備されて
いた乾燥機、及び成形機は必要がなくなり設備の簡略化
が達成される。ここで、乾燥操作は前記のように循環流
動層内で当然廃棄物が受けることとなるが、循環流動層
がその設計段階から廃棄物の流動を得る状態でガス供給
量を決定、運転されるため、同様に成形機を必要とする
こともないのである。さらに、循環流動層を採用するこ
とによりこの層内で、濃密度の循環か可能となり、廃棄
物溶融炉自体の設備のコンパクト化が図れる。

また、循環流動層の特徴として層内ての滞留時間の調整
か可能となり、所定の乾燥率に廃棄物を乾燥後、溶融処
理することが可能となるためコークス層内での溶融の負
荷変動か少なく、安定操業か可能となる。

上述の循環流動層内における廃棄物の処理としては、乾
燥をおもに説明したか、一部に燃焼が起こるものであっ
ても上記の効果を得ることは可能である。一方、羽口よ
り供給される酸素含有ガスのコークス燃焼空気比を１以
下に調整する酸素含有ガス調整手段が設けられている構
造を採用すると、循環流動層においては、廃棄物は乾燥
処理のみをうけることとなる。そして、さらに軽量固形
物が排気とともに送り出されるサイクロンの排気口の下
流に補助サイクロンを備え、補助サイクロンで捕集され
た捕集物をコークス充填層に返送する第二吹き込み路が
設けられている構成とすると、乾燥済の廃棄物か補助サ
イクロンを介してコークス充填層内に返送されて、この
部位で、燃焼、灰化、溶融処理を受けることとなるので
ある。いっぽう、未乾燥状態の廃棄物は比重の違いから
循環路内に残留し、ここでさらなる乾燥を受けることと
なるのである。

さて、このような構成を採用すると、熱量を存する廃棄
物が、コークス充填層内に投入され自燃溶融することと
なるため、コークス充填層上部部位で、廃棄物の燃焼が
おこなわれ、この燃焼熱か排気路側に単に捨てられてい
た従来型の廃棄物溶融炉と比較して、廃棄物の有する熱
量が有効に使用され、コークスの消費量を抑えることが
可能となる。

さらに、廃棄物か汚泥の場合は、これらの被溶融物にお
いて、その主体が有機物てあり、３、　ＯＯＯ〜４．０
００Ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量を有するものであり、また
、有機物分解等により生成した炭素においてはこれか活
性化されており、酸素、水蒸気等と反応し易く、もちろ
んコークスよりも優先的に反応するものであるため、さ
らに積極的にコークス費の低減か図れるのである。

〔実施例〕

本願の廃棄物溶融炉を図面に基づいて説明する。第１図
に従って本願の廃棄物溶融炉（１）の概略構成について
、先ず説明する。本願の廃棄物溶融炉（１）は、溶融炉
本体（２）とこの溶融炉本体（２）の排気路（３）に介
装されている主サイクロン（４）と、この主サイクロン
（４）とは対として設けられる補助サイクロン（５）と
を有して構成されている。ここで、主サイクロン（４）
の排出口（４ａ）は前記溶融炉本体（２）の廃棄物処理
部（６）の下部域に設けられる循環羽口（ア）に接続さ
れており、その排気口（４ｂ）は前述の補助サイクロン
（５）に接続されている。そして、この補助サイクロン
（５）においては、その排出口（５ａ）か、前記溶融炉
本体（２）のベッド部（８）に設けられる充填層羽口（
９）に接続され、その排気口（５ｂ）は排ガス処理系（
ｌＯ）に接続されている。

この排ガス系（１０）の下流側においては、排気の一部
が大気放散口（１１）を経て大気に開放されるとともに
、残部が強制循環手段としてのブロワ−（１２）に送ら
れ、さらに前述の循環羽口（７）に戻されるように構成
されているのである。

本願においてはこのように構成することにより、溶融炉
本体（２）と主サイクロン（４）、循環羽口（７）に渡
って循環路（Ｌ）か形成されるとともに、廃棄物処理部
（６）に投入される廃棄物層（Ｄ）が循環流動層として
形成されるように構成されているのである。

以下にさらに詳細に、各部の構成について説明する。

溶融炉本体（２）は、その下部域にベッド部（８）を有
し、このベッド部（８）にコークス充填層（ｃ８）が形
成される。このベッド部（８）の上部部位は廃棄物処理
部（６）として構成され、この部位（６）にコークス（
ｃ）を投入するコークス投入用ホッパー（１３）が備え
られている。この廃棄物処理部（６）には循環羽口（７
）か開口しており、この循環羽口（７）より循環用のガ
スが供給される。そして、この廃棄物処理部（６）は循
環路（Ｌ）におけるライザーとして構成されているので
ある。さらに、前述のベッド部（８）には充填層羽口（
９）が開口しているとともに、ベッド部（８）の底部に
出滓口（１５）が設けられ、ベッド部（８）の底部（８
１）がこの出滓口（１５）に向けて傾斜するように構成
されている。

さて、廃棄物処理部（６）の上部側は排気路（３）とし
て形成され、図示されるようにこの排気路（３）が、溶
融炉上部域において横方向に湾曲させられている。そし
てこの排気路（３）におけるベッド部（８）の直上方と
なる部位に廃棄物（ｅ）を供給する廃棄物投入用ホッパ
ー（１６）が備えられている。さらに排気路（３）の横
行部（３ａ）の先端側に前述の主サイクロン（４）が介
装され、主サイクロン（４）の排出口（４ａ）は、第一
吹き込み路（Ｒ１）により前記循環羽口（７）に接続さ
れている。さらに、この第一吹き込み路（Ｒ１）の中間
部には、強制循環手段としてのブロワ−（１２）により
循環用ガスが高圧状態で供給される開口部が設けられて
いる。

このようにして、主サイクロン（４）により捕集される
こととなる重量固形物は、第一吹き込み路（Ｒ１）を通
って廃棄物層（Ｄ）に返送されることとなるのである。

一方、主サイクロン（４）の排気口（４ｂ）は第一排気
路（Ｅｌ）により補助サイクロン（５）に接続されてい
る。すなわち、この主サイクロン（４）の軽量固形物を
含んだ排気は第一排気路（Ｅｌ）を通りて、補助サイク
ロン（５）に送られることとなるのである。

さて、この補助サイクロン（５）において、その排出口
（５ａ）が第二吹き込み路（Ｒ２）により溶融炉本体（
２）の前記充填層羽口（９）に接続されている。従って
、この補助サイクロン（５）に捕集される捕集物（ｄ）
はコークス充填層（ｃ８）内へ返送されることとなるの
である。

一方、この補助サイクロン（５）の排気口（５ｂ）は第
二排気路（Ｒ２）を経て熱交換機（１７）、ベンチュリ
ースクラバー（１８）、排気集塵機（１９）といった機
器を備えた排ガス処理系（１０）に接続されている。さ
らに、この排ガス処理系（１０）の下流側においては、
流路が二方向に分割されており、大気放散口（１１）を
経て大気側に開放される大気放散路（Ｌｌ）と、前述の
ブロワ−（１２）に接続するともに、このブロワ−（１
２）を経て前述の第一吹き込み路（Ｒ１）に接続する第
三吹き込み路（Ｒ３）とか設けられているのである。

以下にこの廃棄物溶融炉（１） の働きについて、 廃棄物（ｅ）としての汚泥の処理手順に沿って説明する
。先ず溶融炉本体（２）のベッド部（８）にコークス投
入用ホッパー（１３）よりコークス（ｃ）が供給され、
このベッド部（８）にコークス充填層（ｃ８）が形成さ
れる。このコークス充填層（ｃ８）には、循環羽口（７
）、充填層羽口（９）より、５００°Ｃ程度に予熱され
た予熱空気といった酸素含有ガス（ｇ）が供給されて燃
焼される。ここで、コークス充填層（ｃ８）の温度は、
１，４００〜１．６００°Ｃ程度にまで達する。さらに
前述の廃棄物投入用ホッパー（１６）より汚泥（ｅ）が
脱水状態で供給される。汚泥（ｅ）は前述の廃棄物処理
部（６）に、層を形成するとともに、循環羽口（７）よ
り供給されるガス流により流動層とされるのである。（
ここで、この流動層は本願の場合、循環流動層となる。

）運転状況について説明すると、この部位における空筒
速度は炉設針、運転条件により５〜１０ｍ／ｓに設定さ
れている。

また、コークス充填層（ｃ８）の燃焼に寄与するガスの
コークス燃焼空気比は１以下に酸素含有ガス調整手段（
２０）により調整されており、酸素含有ガスの酸素分が
コークスの燃焼に専ら消費され、循環流動層内の汚泥燃
焼を防止するように設定されている。

ここで、重量物は直接コークス充填層（ｃ８）内に落下
し、処理を受けることとなるが、汚泥（ｅ）の大部分は
循環流動層に投入された後、乾燥・チャー化する過程て
細化し、ライザーを構成する廃棄物処理部（６）から主
サイクロン（４）、第一吹き込み路（Ｒ１）、さらに廃
棄物処理部（６）と循環することとなる。一般に脱水汚
泥は７０〜８０％程度の水分を含有しているか、この循
環の過程で乾燥されて、１０〜２５％水分にまで乾燥さ
れる。さらにこの処理過程において、汚泥は細分化し、
乾燥の進行とともに、軽量化し、主サイクロン（４）の
排気口（４ｂ）側に送り出されるようになるのである。

即ち、この主サイクロン（４）により汚泥（ｅ）の水分
率、大きさに従ってその分離が行われ、所定の水分率以
下になった汚泥（ｅ）のみか、補助サイクロン（５）側
に第一排気路（旧）を通して送られることとなる。そし
て、捕集物としての粉末状の汚泥が補助サイクロン（５
）により捕集され、第二吹き込み路（Ｒ２）を通って充
填層羽口（９）よりコークス充填層（ｃ８）内に供給し
、燃焼溶融されるのである。

方、この補助サイクロン（５）からの排気は第二排気路
（Ｒ２）を通して排ガス処理系（１０）で処理されると
ともに、一部は大気放散され、一部がブロワ−（１２）
に供給されて、循環用ガスとされるのである。

このようにして、コークス充填層（ｃ８）で処理を受け
た溶融スラグ（２１）は、コークス充填層（ｃ８）を流
下し、ベッド部（８）の下部に設けられている出滓口（
１５）より連続して出滓されるのである。この作業のの
ち、溶融スラグ（２１）は水砕、又は空冷スラグとされ
、銘板材等として、使用されることとなるのである。

〔別実施例〕

前述の実施例においては、本願の廃棄物溶融炉（２）の
働きを説明するのに、廃棄物として汚泥（ｅ）の例を示
したが、廃棄物としては循環流動層を形成することがで
きる程度のものであればいかなるものでもよい。

また、本願の廃棄物溶融炉においては、循環流動層を形
成するとともに、この流動層により乾燥を行い、乾燥状
態の廃棄物を任意の構成もしくは方法で、コークス充填
層に供給できればよいため、必ずしも補助サイクロンを
必要とするものではない。したがって、前述の循環路内
に配設される主サイクロンを単にサイクロンと称する。

さらにコークス等の投入に対してホッパー０代わりにフ
ィダーを使用することもてきる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る廃棄物溶融炉の実施例を示し、 第１図は廃棄物溶融炉の構成図である。 （１）・・・・・・廃棄物溶融炉、（３）・・・・・・
排気路、・・・・・・サイクロン、（４ａ）・・・・・
・排出口、・・・・・廃棄物処理部、（７）・・・・・
・循環羽口、・・・・ベッド部、（１２）・・・・・・
強制循環手段、・・・・・・コークス、（ｃ８）・・・
・・・コークス充填層、・・・・・・廃棄物、（ｇ）・
・・・・・酸素含有ガス、・・・・・・循環路、（Ｒ１
）・・・・・・第一吹き込み路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コークス充填層（ｃ８）が形成されるベッド部（８
   ）の上側に、廃棄物（ｅ）が投入される廃棄物処理部（
   ６）を備え、供給される酸素含有ガス（ｇ）によってコ
   ークス（ｃ）を燃焼させて前記廃棄物（ｅ）を溶融する
   廃棄物溶融炉であって、 前記廃棄物溶融炉（１）の排気路（３）にサイクロン（
   ４）を介装するとともに、前記サイクロン（４）で回収
   した重量固形物の排出口（４ａ）を前記廃棄物処理部（
   ６）に開口する循環羽口（７）に第一吹き込み路（Ｒ１
   ）を介して接続し、前記廃棄物処理部（６）、前記排気
   路（３）、前記サイクロン（４）、前記排出口（４ａ）
   、前記第一吹き込み路（Ｒ１）、前記循環羽口（７）に
   渡る経路を循環路（Ｌ）として形成するとともに、前記
   循環路（Ｌ）に対して、この循環路内のガスを強制循環
   させる強制循環手段（１２）を備え、前記廃棄物処理部
   （６）をライザーとし、この廃棄物処理部（６）に形成
   される廃棄物層を循環流動層とする排気物溶融炉。 ２、軽量固形物が排気とともに送り出される前記サイク
   ロン（４）の排気口（４ｂ）の下流に補助サイクロン（
   ５）が備えられており、前記補助サイクロン（５）で捕
   集された捕集物（ｄ）を前記コークス充填層（ｃ８）に
   吹き込み溶融するための第二吹き込み路（Ｒ２）が設け
   られている請求項１記載の廃棄物溶融炉。 ３、前記補助サイクロン（５）に接続される第二排気路
   （Ｅ２）が、前記循環羽口（７）に第三吹き込み路（Ｒ
   ３）により連接されており、前記第三吹き込み路（Ｒ３
   ）に介装された前記強制循環手段（１２）により昇圧さ
   れて、前記循環羽口（７）に供給される請求項２記載の
   廃棄物溶融炉。 ４、前記酸素含有ガス（ｇ）のコークス燃焼空気比を１
   以下に調整する酸素含有ガス調整手段（２０）が設けら
   れている請求項１記載の廃棄物溶融炉。 ５、前記廃棄物（ｅ）が汚泥である請求項１記載の廃棄
   物溶融炉。